Thermodynamique sur air extérieur

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Votre étude thermique

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Thermodynamique sur air extérieur

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a)   Présentation

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Lien utile :

Exemple de préparateur sur air extérieur :

Calypso – Atlantic

Schéma de raccordement d'un préparateur d'eau chaude fonctionnant sur l'air extérieur
Schéma de raccordement d’un préparateur d’eau chaude fonctionnant sur l’air extérieur

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Un chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur individuel est un système autonome permettant d’assurer la production d’eau chaude sanitaire d’un logement. Il est composé d’une pompe à chaleur couplée à un réservoir de stockage. Une résistance électrique permet d’apporter un appoint de puissance en cas de besoin.

Un chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur prélève les calories contenues dans l’air pour les transférer au ballon d’eau chaude.

Dans la configuration d’un préparateur thermodynamique d’eau chaude sur air extérieur, les orifices d’aspiration et de rejet d’air sont raccordés vers l’extérieur par des conduits aérauliques. Ils débouchent en façade ou en toiture.
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b)   Choix du local d’implantation

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Le chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur ne doit pas être implanté dans un local pouvant être soumis au gel. Une implantation dans un local chauffé permet de limiter les pertes thermiques du ballon. Cette implantation est beaucoup mieux valorisée par la RT 2012. En cas d’implantation dans un local non chauffé comme dans un garage, il est intéressant de prévoir un placard isolé de façon à réduire les déperditions du ballon.

La position du préparateur d’eau chaude doit être :

  • Le plus éloigné possible des pièces sensibles telles que les chambres, salons, etc de façon à minimiser les gènes acoustiques
  • Le plus proche possible des points de puisage pour minimiser les pertes thermiques sur la distribution, les temps d’attente d’eau chaude au point de puisage et les linéaires de tuyauterie à mettre en œuvre.
  • A proximité d’un mur donnant sur l’extérieur pour minimiser les longueurs de gaine aéraulique.

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Emplacement à réserver pour l'implantation d'un préparateur d'eau chaude
Emplacement à réserver pour l’implantation d’un préparateur d’eau chaude

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L’emplacement du chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur doit être défini selon les distances de dégagement spécifiées par le fabricant.

Le chauffe-eau thermodynamique doit être installé de telle sorte que les parties amovibles de l’appareil (résistance d’appoint, thermostat, groupe de sécurité, conduit de raccordement aéraulique, filtre à air, capot de protection…) puissent être retirées sans avoir à le déposer.
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c)   Raccordement aéraulique

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Le réseau aéraulique de raccordement doit présenter :

  • Des pertes de charges réduites : limitez les longueurs, évitez les dérivations, favorisez la mise en œuvre de conduits de type rigide
  • Un niveau d’isolation thermique permettant de minimiser le risque de condensation
  • Une mise en œuvre soignée pour assurer l’étanchéité à l’air des conduits en particulier au niveau des raccords : utilisez des joints d’étanchéité
  • Des traversées de parois soignées ne dégradant pas l’étanchéité à l’air de l’enveloppe du bâtiment

L’emplacement de la prise d’air et du rejet d’air doit respecter certaines recommandations :

  • Les orifices d’air en façade ou en toiture doivent être positionnés à l’abri des vents dominants
  • Les bords inférieurs de la prise et du rejet d’air doivent être placés à une hauteur minimale de 50cm au-dessus du sol fini
  • L’espace autour des orifices d’air doit être libre
  • L’espacement entre la prise et le rejet d’air doit être conforme aux spécifications du fabricant pour minimiser le risque de recirculation d’air. A défaut une distance minimum de 1,5 mètre doit être respectée
  • La prise d’air doit être protégée de toutes sources de pollution particulière
  • Le rejet d’air doit être disposé à une distance minimale de 40cm de toute fenêtre de 60 cm de toute entrée d’air de ventilation

Grilles de prise et rejet d’air:

Les recommandations suivantes doivent être respectées pour la mise en œuvre des grilles d’air :

  • Le diamètre des grilles doit à minima être identique à celui des conduits aérauliques de raccordement
  • Les grilles doivent présenter un dispositif pare-pluie
  • L’étanchéité à l’air sur tout le périmètre des grilles de prise ou rejet d’air doit être soignée.

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Raccordement hydraulique du préparateur d’eau chaude

Raccordement hydraulique du préparateur d'eau chaude

1 – Robinet d’arrêt

2 – Réducteur de pression

3 – Clapet de retenu / Clapet anti-retour

4 – Raccord de manomètre avec manomètre

5 – Groupe de sécurité / Disconnecteur hydraulique

6 – Robinet de vidange

7 – Dégazeur / Purgeur (en fonction du fabricant)

Raccordement hydraulique des évacuations du préparateur d'eau chaude
Raccordement hydraulique des évacuations du préparateur d’eau chaude

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d)    Raccordement hydraulique :

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Installation et organes de sécurité depuis le point de livraison

Réducteur de pression : l’installation d’un réducteur de pression est à prévoir si la pression au point de puisage dépasse le 4 bar. Cela évitera d’avoir des débits inutilement élevés (l’utilisateur fera donc une économie sur sa consommation d’eau) et permettra d’augmenter le confort et la pérennité de l’installation. Il y a par exemple 40% d’économie d’eau entre une réseau à 6 bar et un réseau à 3 bar si l’installation n’est pas équipée de robinet avec régulateur de débit.

Le régulateur de pression doit être mis en œuvre en amont de l’installation et réguler à la fois la pression sur l’eau chaude mais aussi sur l’eau froide.

Robinet d’arrêt : Il est important de pouvoir isoler l’installation afin de pouvoir y réaliser des opérations de maintenance. Egalement en cas de fuite il est important de pouvoir couper l’alimentation en eau.

Pour les régions où l’eau est très calcaire (Th>20°f), il est recommandé de traiter celle‐ci avec un adoucisseur, la dureté de l’eau doit rester supérieure à 15°f.

Groupe de sécurité / Disconnecteur hydraulique : avec la montée en température de l’eau contenue dans le ballon la pression peut elle aussi augmenter. Cette pression doit être limitée à la pression maximale admise par la cuve. Le groupe de sécurité le plus souvent réglé à 7 bars va laisser s’échapper de l’eau du ballon pour en réduire la pression en cas de besoin.

Le groupe de sécurité doit être placé au plus près du chauffe-eau  à moins de 3 mètre de celui-ci. Il ne doit y avoir aucun piquage ou organe entre le groupe de sécurité et l’appareil.

Il doit être raccordé à un réseau d’évacuation de diamètre nominal minimum de 32 mm avec une pente de 2 cm par mètre. Le siphon doit avoir une garde d’eau de 5cm pour ne pas se désamorcer.
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e)   Raccordement électrique

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Le raccordement électrique d’un chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur est un peu différent de celui d’un chauffe-eau à accumulation traditionnel. En effet, le chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur doit être alimenté en permanence par une ligne spécifique.

Raccordement en simple tarif :

Protection par un dispositif différentiel 30mA, un disjoncteur divisionnaire 16A, avec un circuit en 1,5 ou 2,5mm² (phase, neutre et terre), selon les préconisations du fabricant. Dans ce cas, les conducteurs du raccordement du double tarif sont laissés en attente.

Avec double tarif heures creuses / heures pleines :

Si vous disposez d’un double tarif, deux alimentations doivent être raccordées au chauffe-eau. Une permanente, comme indiqué précédemment et une alimentation en 1,5mm² (phase et neutre avec la phase commandée par les heures creuses) pour la commande heure creuse. Cette ligne est protégée par un disjoncteur divisionnaire de 2A.

Selon les fabricants, plusieurs solutions pour cette ligne heures creuses sont préconisées. Soit vous utilisez directement le contact heures creuses du compteur électronique, soit vous utilisez un système de contacteur jour/nuit.

Pour l’existant, il est également possible d’utiliser un interrupteur horaire programmé sur les plages heures creuses afin de simuler le contact. On place alors les modules dans un tableau divisionnaire.
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